皆さんこんにちは。10 年以上エピオミクスに注力しており、マルチオミクス研究サービスのリーダーである Yigene です。
胎盤は、哺乳類の胚と胎児の発育をサポートするために必要な一時的な器官です。栄養膜分化と胎盤機能の根底にある分子機構を理解することは、産科合併症の診断と治療の改善に役立つ可能性があります。インプリントされた遺伝子は胎盤の発達を制御する基礎であり、エピジェネティクスは遺伝子発現（特にインプリントされた遺伝子）の制御において重要な役割を果たします。TET 酵素 (テン-イレブン-転座酵素) は、5-メチルシトシン (5mC) を 5-ヒドロキシメチルシトシン (5hmC) に変換するエピジェネティックなメカニズムの一部です。
DNA ヒドロキシメチル化は DNA 脱メチル化機構の中間体であり、安定で機能的に関連するエピジェネティック マークである可能性があります。胎盤の分化と発達における DNA ヒドロキシメチル化の役割は完全には理解されていませんが、この分野での知識の増加は、妊娠合併症における DNA ヒドロキシメチル化の潜在的な役割を評価するのに役立ちます。この記事では、ヒトとマウスの胎盤の発達と機能における DNA ヒドロキシメチル化とそのエピジェネティックな調節因子の役割を概説し、ゲノムインプリンティングと子宮内発育制限、子癇前症、妊娠などの妊娠合併症のメカニズムにおけるその役割について概説します。損失）。累積的な発見は、DNA ヒドロキシメチル化が胎盤における遺伝子発現の調節に重要である可能性を示唆し、妊娠中の栄養膜分化における動的な役割を示唆しています。
胎盤は、特殊な機能を持つ異なる種類の細胞から構成される高度に組織化された器官であり、マウスとヒトの胎盤の発達は構造レベルおよび分子レベルで大きく異なります。ヒト胎盤の発達中、単核細胞栄養膜 (CTB) 細胞の脱落膜腔への遊走は、一次胎盤絨毛形成の開始を示します。これらの CTB は絨毛外 CTB に分化し、侵襲性であり、生着プロセスに関与します。さらに、これらの CTB は絨毛 CTB に分化し、融合して合胞体栄養膜 (STB) 細胞を形成します。STB 細胞は絨毛樹の表面に連続合胞体層を形成し、絨毛間腔を流れる母体血液と直接接触します。胎児交換。妊娠期間を通じて、STB 細胞は初代 CTB 細胞の継続的な融合によって維持されるため、STB 細胞内ではさまざまな程度のクロマチン凝縮を伴う核形態が観察されます。ほとんどの核は合胞体内に分散していますが、その他の核は終末絨毛の表面に集合しています (合胞体)。したがって、絨毛構造は、胎児血管を含む間葉コア、CTB 層、および外側の STB 層で構成されます (図 1)。
図 1: ヒト胎盤
- ヒトの胎盤の構造 (注: 図面は縮尺通りではありません)。さまざまな種類の細胞が表示されます。
- 妊娠三半期における 5hmC と TET レベルの比較。
- 栄養膜細胞と合胞体栄養膜細胞の間の5hmCレベルの比較。
緑色の√マーク: 5hmC またはエピジェネティック制御因子の発現の存在; 赤色の X マーク: 5hmC またはエピジェネティック制御因子の発現の不在; 緑色の矢印 ⬆: 5hmC またはエピジェネティック制御因子のレベルの増加; 赤色の矢印 ⬇: 5hmC またはエピジェネティック制御因子のレベルの低下;灰色の四角: 未調査
マウスでは、胎児と母親の交換は、母親と胎児の血管チャネルの複雑な配列を持つヒト絨毛胎盤と同様の「迷路」で起こります。「迷路」の上には、内分泌機能を持つ栄養膜巨細胞（TGC）、海綿栄養膜細胞（SpT）、およびグリコーゲン栄養膜細胞（GlyT）で構成される結合領域があります（図2）。
図 2: マウスの胎盤
- マウスの胎盤構造 (
- 5hmC と TET レベルを妊娠第 2 期と第 3 期で比較しました。
胎盤発生における TET 酵素と DNA ヒドロキシメチル化
TET酵素は胎盤栄養膜細胞の分化と調節に関与しており、5hmCレベルの不均衡は胎盤の異常な発育につながります。胎盤の発達における TET 酵素と DNA ヒドロキシメチル化の役割に関する研究は限られています。以前の研究では、胎盤ゲノムにおける 5hmC レベルが 5mC レベルよりも大幅に低いことが示されています。しかし、CpG部位の存在は、5hmCレベルが特定の閾値を超えて増加し続け、サンプル間で再現性があった以下の2つの研究で確認されました。Greenらのチームは、約21,000部位の平均5hmCが13.73%であることを明らかにし、Moraらのチームは、約17,000のCpG部位の5hmC濃縮を検出した。どちらの研究でも、5hmCは外洋（ゲノム内で孤立したCpG）と大陸棚（CpGアイランドから2～4kb離れた）の領域に豊富に存在するが、CpGアイランドには存在しないことが明らかになった。5hmC は、遺伝子本体、5'UTR および 3'UTR 領域に豊富に存在するが、近位プロモーター (TSS から約 200 ～ 1500 bp) および TSS 領域には存在しないことも検出されました。Greenらは、安定エンハンサーの濃縮と活性エンハンサー内の欠失を報告し、一方Moraらは、インプリント遺伝子（GNASやH19など）および胎盤特異的DMRにおける5hmCについて報告し、多くの場合、親対立遺伝子の5mC関連領域と重複している 。Greenらは、活発に転写される遺伝子と比較して、転写不活性な遺伝子では5mCと5hmCの両方のレベルが増加しており、5hmCは転写と正の相関があることを示した。明らかに矛盾した発見は、転写不活性遺伝子で観察されるメチル化レベルの増加に関連するターンオーバー速度の増加、つまりヒドロキシメチル化レベルの増加に起因する可能性があります。5hmC はまた、妊娠第 2 期と正期胎盤の間で差次的に発現される遺伝子の中で発生する可能性が高くなりました。
Fogartyらのチームは、ヒト胎盤ではCTB細胞と比較してSTB細胞で5hmCがより豊富であることを示し、STB細胞核の20～50％が妊娠第1期と第2期に陽性であり、STB細胞の50％が陽性であることを示した。妊娠後期、特に完全に 5hmC 陽性核で構成される合胞体結合で陽性になります。対照的に、ほとんどの STB 核は妊娠中にわずかなレベルの 5mC 染色を示しますが、CTB 核の 50% 以上は 5mC 陽性です (28)。Wilsonらのチームは免疫蛍光分析を用いて、正期胎盤のCTB細胞とSTB細胞の両方で5hmC（および5mC）が妊娠第1期および第2期胎盤と比較して増加していることを示した（図1B）。STB 細胞における 5hmC 染色は、妊娠第 1 期と第 2 期でより顕著でした (図 1C)。妊娠期間を通じて、CTB が融合して STB を生成する際、5hmC が STB、特に合胞体接合部に沈着する可能性があり、これはおそらく接合部形成中に生じる酸化的損傷を示していると考えられます。これらの結果は、2 つの細胞型の違いがそれぞれの異なる機能を明らかにする可能性があることを示唆しています。例えば、絨毛性栄養膜細胞はガスと栄養素の交換を調節する一方、STBは妊娠期間を通じて大量のホルモンを産生および分泌し、この組織の高い転写および翻訳能力を明らかにしています。ルオーらのチームの結果により、CTBとSTBの特異的なトランスクリプトームプロファイルが明らかになった。
マウス胎盤では、胎生 (E) 8.5 日目に、マウス胎盤外錐体細胞 (胎盤外錐体細胞、EPC) と壁側 TGC (頭頂 TGC) が高レベルの 5hmC と低レベルの 5mC を示しました。核内 5mC レベルは、E10.5 ～ E18.5 までのすべての「迷路」細胞で維持され、STB 核は妊娠を通じて高レベルの 5mC を示しました。E10.5では、すべての「迷路」栄養膜細胞が高レベルの5hmCを示しましたが、レベルはE18.5で徐々に減少しました。頭頂葉のTGCは5hmCで徐々に減少しましたが、5mCレベルはE18.5で着実に増加しました（図2B）。これらの研究を総合すると、妊娠中に変化するさまざまな栄養膜由来細胞タイプのエピゲノム動態に焦点を当てています。
一方、栄養膜細胞の分化過程における TET 酵素の役割に関する研究はほとんどありません。TET酵素のノックダウンモデルは、5hmCが発生の維持と初期胚形成に必須であることを示唆しています。山口らは、父系TET1-KOマウスは対照と比較して胎盤欠損を含む複数の表現型を引き起こす可能性があり、父系TET1-KOマウスの胎盤は著しく小さいことを示した。Rakoczyらはマウスとヒトの胎盤におけるTET酵素の発現を研究し、マウスではE8.5の絨毛膜、EPC、卵黄嚢、およびE10.5～E12.5でTet1、Tet2、Tet3のmRNAが発現していた。洞 TGC および STB 細胞を含む「迷路」で発現します。Tet1-3はE14.5からE18.5まで洞TGCでのみ発現していましたが、TetはSTBでは発現しておらず、これは妊娠後期のSTBで観察された5hmCレベルと一致していました。SpT 細胞では、Tet1-3 は妊娠期間を通じて継続的に発現されましたが、GlyT 細胞では、E14.5 ～ E16.5 の間でのみ有意に強く発現されました。頭頂葉TGCは、それぞれE10.5およびE18.5でのTet1発現の喪失およびTet3発現の減少を除いて、妊娠期間を通してすべてのTETで発現された（図2B）。したがって、E18.5では、頭頂TGCにおける5hmCレベルの低下はTet3発現の下方制御と一致していた。TET1-3 タンパク質は、妊娠 8 週 (WG) を除く、妊娠第 1 期および第 3 期のヒト胎盤の STB 細胞で検出されました (TET1 は検出されませんでした)。絨毛CTB細胞は、妊娠第1期および妊娠第3期にはTET1およびTET2を発現しなかったが、10WGから正期までTET3を発現した(図1B)。これらの発見は、TET1 と TET2 が STB の分化において重要な役割を果たしていることを示唆しています。STBにおける5hmCのより高いレベルは、CTBにおけるTET3のみの発現と比較して、STBにおける3つのTETすべての発現の結果である可能性がある。胎盤の発達は非常に動的なプロセスであるため、妊娠第 2 学期中の胎盤におけるこれらの酵素の発現を研究することも重要です。
TET 酵素の非触媒的役割に関しては、TET 酵素はヒストン修飾酵素などのいくつかのエピジェネティック修飾因子と相互作用し、TET 標的遺伝子の抑制をもたらします。研究により、TET1 と EZH2 の間の相互作用が示されているため、TET1 は H3K27me3 (CTB 細胞の核内のヒストン マーク) およびその他のヒストン修飾の制御に関与しています。
胎盤の構造は細胞型によって異なりますが、妊娠中にヒトおよびマウスの栄養膜細胞では 5mC および 5hmC と TET 発現が観察されます。TET はマウスでは発現されず、ヒトの胎盤では発現されるため、STB 異常は妊娠後期に発生する可能性があります。5hmC レベルは、妊娠期間を通じてヒトでは増加しますが、マウスでは減少します。もちろん、マウスとヒトの違いを確認し、胎盤発育中の細胞調節と分化におけるマウスとヒトの役割を解明するには、さらなる研究が必要です。
胎盤インプリント遺伝子における DNA ヒドロキシメチル化
ゲノムインプリンティングは、1984 年の核移植実験で初めて報告されました。この実験では、2 セットの母親の染色体 (雌性染色体) または 2 セットの父親の染色体 (アンドロジェノート) を持つマウス胚が正常に発育できず、前者は成長遅延と胚外組織の異常な発達を示しました。 （胎盤と卵黄嚢）、後者は胚外組織の過剰成長と胚自体の発育不良によって現れます。実験結果は、遺伝情報は類似しているにもかかわらず、受け継がれた母親と父親の染色体が機能的に同一ではないことを示しています。ゲノムインプリンティングは、インプリントされた遺伝子が単一対立遺伝子および親依存性の発現を示し、DNA 差次的メチル化領域 (DMR) によって制御されるエピジェネティックな機構です。これらの DMR の一部はインプリンティング制御領域 (ICR) として機能し、いくつかの隣接する母性および父性インプリント遺伝子を含むインプリント遺伝子クラスターの発現を制御します。したがって、インプリント遺伝子発現の調節不全は、胎児の正常な発育に影響を与え、インプリント症候群などのヒトの病気を引き起こす可能性があります。
DNA メチル化はゲノム インプリンティングとの関連で広く研究されていますが、ICR 制御における DNA ヒドロキシメチル化の役割やインプリントされた遺伝子発現におけるその役割についてはあまり研究されていません。研究により、Tet1/Tet2 二重ノックアウトマウスは、異なるインプリント部位で DNA メチル化変化を示すことが示されています。Tet1 と Tet2 は、細胞融合モデルにおけるゲノムインプリンティングの効率的なノックダウンに関与しており、5mC を 5hmC に変換することによってマウス始原生殖細胞のノックダウンにも関与しており、5hmC がゲノムインプリンティングのノックアウト、確立、維持に重要な役割を果たしていることが示唆されています。ゲノムインプリンティング。しかし、胎盤特異的なインプリント遺伝子における TET 欠失の作用機序はまだ不明です。TET1 ノックアウトマウスの精子において父親から発現された遺伝子（Peg10 や Peg3 など）のいくつかの DMR は過剰メチル化パターンを示し、Tet1 ノックアウト胎盤では Peg3 DMR が過剰メチル化されていたことから、TET1 が父親からのインプリントされたノックアウトにおいて重要な役割を果たしていることが示唆されました。これにより、胎盤、胎児、出生後の成長欠陥や初期胎児致死など、さまざまな表現型が引き起こされます。
ヒト胎盤では、インプリント遺伝子 CDKN1C の発現と、出生体重時の 5hmC の濃縮および ICR によって調節される CDKN1C 発現との間に相関関係があります。Hernandez-Moraらは、GNAS A/B DMR、H19遺伝子本体、およびMCCC1、RHOBTB3、SCIN、DNMT1、ACTL10などのいくつかの胎盤特異的DMRの領域における単一対立遺伝子5hmCの濃縮を明らかにした。DMR 内で 5hmC が豊富ないくつかの遺伝子は刷り込み疾患と関連しているため、これらの DMR 内の 5hmC レベルの研究は特に関連性があります。5hmC は以前にメチル化された DNA の酸化から生じるため、5hmC はインプリントされた DMR メチル化対立遺伝子上にのみ存在すると思われるかもしれません。
子宮内発育制限（IUGR）における DNA ヒドロキシメチル化
子宮内発育制限（IUGR）は複雑で一般的な産科合併症であり、主に胎児がその発育能力を発揮できないことが原因で、周産期の罹患率と死亡率に大きく関連しています。超音波検査に基づいて推定された胎児の長さが、在胎週数の 10 パーセンタイル未満の場合、IUGR として分類されました。IUGR は母体、胎盤、または胎児に由来する可能性があり、栄養と酸素の輸送不足による胎盤機能不全が主な原因の 1 つです。
IUGR 胎盤における DNA メチル化に関する広範な研究に加えて、今回の研究では IUGR 胎盤における DNA ヒドロキシメチル化も分析されました (表 1)。一卵性双生児 (MZ) 双生児の研究は、妊娠の合併症やヒトの病気のエピジェネティックな基盤を理解する上で非常に価値があります。選択的子宮内成長制限 (sIUGR) 胎盤を持つ MZ 双生児で明らかになった、ゲノム全体にわたる DNA ヒドロキシメチル化の減少。Zhangらは、sIUGR妊娠における胎盤のごく一部ではゲノム全体で5hmCレベルが低下しており、また、低酸素応答性遺伝子であるANGPTL4およびHIF1A遺伝子のプロモーターの5hmCレベルが低いことを示した。おそらく、TET 酵素が 5mC を 5hmC に酸化するのに酸素を必要とするため、胎盤では sIUGR が減少しました。動物モデルにおける実験的証拠は、子宮内の低酸素状態が胎児の成長制限につながることを示唆しています。さらに、がん研究では、低酸素状態が TET 酵素の活性に影響を与えることが示されています。IUGR胎盤におけるエピジェネティック調節因子の発現研究では、ゲノム全体のDNAメチル化またはヒドロキシメチル化レベルに変化はなく、TET3発現および3つのDNMTすべて（DNMT1、DNMT3A、およびDNMT3B）の上方制御が示されました。研究は、調整されていない胎児の成長、さらには胎盤関連疾患における DNA ヒドロキシメチル化の潜在的な役割を明らかにしています。
さらに、環境条件は胎盤のエピゲノムに影響を与え、胎児の発育に影響を与える可能性があります。ラットを用いた実験では、妊娠中または母親が遍在する環境汚染物質であるトリクロロエチレンに低タンパク質食を投与すると、5hmCレベルの調節不全が生じ、胎児の発育制限に関連することが示されている。IUGRラットモデルでは、Wnt2遺伝子発現と5hmCレベルがWnt5プロモーターで低下しており、栄養欠乏（最終的にはIUGRにつながる）が胎盤のエピジェネティックな状態を変化させる可能性があることが示唆された。一方、妊娠中の母親のトリクロロエチレンへの曝露は、ラットの胎児の体重に悪影響を及ぼし、5hmCレベルとTet3発現の増加につながります。
表 1: 胎盤 DNA ヒドロキシメチル化と子宮内発育制限、子癇前症、流産などの妊娠合併症を関連付ける研究
子癇前症における DNA ヒドロキシメチル化
子癇前症（PE）は、妊婦の約 3 ～ 5% が罹患する妊娠関連疾患で、以前は正常血圧だった女性の 20WG 後の高血圧とタンパク尿を特徴とし、母体、周産期、胎児の死亡率と罹患率を引き起こす可能性があり、長期にわたる妊娠と関連しています。 -IUGR、胎盤早期剥離、早産、心血管疾患などの短期合併症。
DNA メチル化やヒドロキシメチル化修飾など、一部のエピジェネティックな変化は PE に関連しています。ある研究では、H19 プロモーター領域の過剰メチル化により、早期発症子癇前症の胎盤における mRNA 発現が減少することが示され、これによりゲノム全体の DNA メチル化レベルと DNMT1 メチルトランスフェラーゼ mRNA の増加も示されました。いくつかの最近の研究では、PE 胎盤の DNA ヒドロキシメチル化レベルも分析されています (表 1): Liu らのチームの結果は、全体的な 5hmC レベルが低下したことを示し、これは PE 胎盤における TET1-3 の発現の低下と一致していました。 ; ゲノム全体の 5hmC レベルは、胎盤と比較して PE 胎盤の方が低く、TET レベルも低かった; Li らのチームの結果は、PE 胎盤では 5hmC レベルと TET2 転写物が減少していることを明らかにし、これは、PE 胎盤で得られたものと一致していた。 TET2 shRNA ノックダウン細胞モデルを使用した一貫した結果は、TET2 ダウンレギュレーションが 5hmC レベルの低下、栄養膜細胞の遊走と浸潤をもたらし、TET2 ダウンレギュレーションが TET 酵素の活性化因子であるビタミン C によって救済される血管新生関連タンパク質である MMP9 の発現を阻害することを示しました。活性; Ma et al. チームの研究は、PE胎盤および低酸素培養細胞ではIGF1 mRNAおよびタンパク質の発現が減少し、低酸素条件下で培養されたPE胎盤および栄養膜細胞では、全体的な5hmCレベルの減少と全体的な5mCレベルの増加が示されたことを示した、5hmCの減少はPE胎盤におけるTETの発現と関連していた 減少結果は一貫していた;他の研究では、PE胎盤と合併症のない妊娠胎盤の間で全体の5hmCレベルに差は示されなかったが、5mCレベルはPEの方が高かった胎盤; Zhu らの研究 メチル化レベルと全体的な DNA メチル化レベルには違いがあるが、403 個の遺伝子に関連する 714 個の DMR および 61 個の遺伝子と重複する 119 個の示差的にヒドロキシメチル化された領域 (DHMR) で部位特異的修飾が検出された ; さらに、研究された領域は5mC と 5hmC では同時に変化しないことから、遅発性重症 PE において 2 つのエピジェネティック マークが独立した役割を果たしている可能性があることが強調されます。
ドットブロットおよび IHC を使用したほとんどの研究では、PE サンプル中の 5hmC の全体的なレベルが低いことが明らかになり (表 1)、hMeDIP-Seq では遺伝子座特異的な差異が記載されていたものの、ゲノム全体の差異は検出されませんでした。ほとんどの研究では母親の胎盤組織が分析されていますが、サンプリングの時点によっても所見が混乱する可能性があります。
流産におけるDNAヒドロキシメチル化
妊娠喪失（PL、一般に流産として知られる）は、臨床的および社会的に強い影響を与える最も一般的な産科合併症の 1 つです。研究では、早期の流産と、うつ病、不安、心的外傷後ストレス障害などの精神的罹患率の上昇との間に関連性があることが示されています。臨床的に確認された妊娠の約 10 ～ 15% は自然流産で終わります。流産は一時的または再発する可能性があり、症例の約 1 ～ 5% が反復性流産です。この臨床合併症には不均一な病因があり、子宮の解剖学的欠陥、免疫、感染、環境などのいくつかの既知の危険因子によって引き起こされます。 、内分泌、血栓症、遺伝的要因があり、このうち遺伝的要因が流産の主な原因と考えられており、胎児の染色体異常が症例の50～60％を占めます。しかし、不育症のかなりの部分は正常な核型を持ち、特発性です。
胎盤は母体と胎児の交換および内分泌機能に役割を果たしているため、胎盤の発達と機能の障害は胎児に悪影響を及ぼし、最終的には流産につながる可能性があります。蓄積されている証拠は、エピジェネティックな機能不全が正常な妊娠の安定性に影響を与え、妊娠中の合併症（IUGR や PE など）を引き起こす可能性があることを示唆しています。しかし、TET酵素の調節不全および5hmCの異常レベルが、流産につながる可能性のある胎盤機能の異常と関連しているかどうかは、依然として不明である(表1)。
Wuらは、自然早期流産（EPL）と正常妊娠（医学的妊娠中絶）の絨毛膜絨毛におけるTETと5hmCの発現を研究し、その結果、EPLの絨毛におけるTET1、TET2、およびTET3の発現が明らかになった。グループは正常妊娠グループよりも低く、EPLグループの5hmCレベルは6〜8WGの間に低かったが、それは6WGでのみ発現された。さらに、正常絨毛における TET および 5hmC の発現は在胎週数の増加とともに減少しました。妊娠第 2 期の自然流産によるヒト胎盤における TET 発現と 5hmC レベルの分析により、特発性流産による胎盤組織における TET の調節不全が明らかになりました。しかし、TET2 と TET3 は、12-24WG の間に特発性症例の胎盤サンプルで過剰発現されました。特発性自然流産胎盤では TET2 および TET3 の発現が上方制御されていましたが、全体的な DNA ヒドロキシメチル化レベルには統計的に有意な変化はありませんでした。将来的には、特発性妊娠喪失による胎盤 DNA の特定のゲノム領域 (例、5hmC に富むインプリント遺伝子制御領域) における 5hmC レベルの分析が保証されるでしょう。
結論は
胎盤は、妊娠中の胎児の発育をサポートするために非常に重要です。単一細胞 RNA シーケンスなどの新しい技術が出現し、ヒト栄養膜細胞の特異的な特徴が明らかになりつつありますが、ヒト胎盤の複雑さと胎盤発達の動態を研究することは依然として困難です。異常な胎盤発育はさまざまな妊娠合併症の基礎となるため、栄養膜分化を調節する分子機構を詳細に理解することは、関連疾患の診断と治療の改善に役立ちます。エピジェネティックな機構、特に正常妊娠および複雑な妊娠におけるヒト胎盤の発達における DNA ヒドロキシメチル化の考えられる役割についての理解が進むにつれて、DNA ヒドロキシメチル化は胎盤の機能的発達の重要な発現である可能性があります。この点で、プラセンタの研究は非常に重要です。
胎盤の発達における TET と 5hmC の役割は複数の研究で支持されており、胎盤細胞の分化と機能におけるこれらのエピジェネティック修飾因子の役割を解明するには、もちろん in vitro および動物モデルでの機能研究、特に胎盤における TET の下方制御が必要である。での役割。正常および病的胎盤、特定の疾患（IUGR、PE、流産など）、および特定のゲノム領域（制御遺伝子領域、TSS または CpG アイランド）における 5hmC および TET の発現をさらに調査する必要があります。これらの研究は知識を増やすのに役立ち、特定の産科合併症の予防またはより適切な管理に役立つ可能性があります。
oxBS-seqについて
ヒドロキシメチル化 5hmC は哺乳類ゲノムの 6 番目の塩基であり、発生、老化、神経変性疾患、複雑な疾患、腫瘍形成において重要な役割を果たしています。DNA ヒドロキシメチル化は、近年発見された新しい DNA 修飾であり、急速に研究の注目点となっています。研究が深まるにつれ、これまでDNAメチル化検出の標準と考えられていた重亜硫酸塩シーケンスでは、DNAメチル化（5mC）とDNAヒドロキシメチル化（5hmC）を区別できないことが判明した。
Yigene とケンブリッジ大学は、重亜硫酸塩変換シーケンス技術 (酸化的重亜硫酸塩シーケンス、oxBS-Seq) と組み合わせた化学酸化法を確立しました。これにより、DNA メチル化を正確に検出し、DNA ヒドロキシメチル化の影響を排除できるだけでなく、DNA を正確に検出することができます。デュアルライブラリ結合による単一塩基分解能でのヒドロキシメチル化。
従来の BS 変換では 5mC と 5hmC を区別できません
従来の重亜硫酸塩シーケンスでは、重亜硫酸塩処理後に 5hmC が CMS に変換されますが、シーケンシングでは CMS が依然として C 塩基として読み取られるため、5mC と 5hmC を区別できません。
oxBSの技術原理
技術的な利点:
- DNA メチル化検出の新しい「標準」。
- DNA ヒドロキシメチル化修飾の単一塩基検出。
- 酸化効率と重亜硫酸塩変換率を検出するための複数の品質管理基準。
- 低い実験優先性と高い再現性 (R2>0.98)。
- Yigene が独自に開発したメチル化特異的マルチプレックス PCR プライマー設計ソフトウェア。
- さまざまなシーケンス アプリケーションのニーズを満たすことができます。
- 全ゲノム酸化的メチル化シーケンス (oxWGBS)
- 還元型ゲノム酸化的メチル化シーケンス (oxRRBS)
- ターゲット領域ターゲット遺伝子の酸化的メチル化シーケンス (Target-oxBS)。
テクニカルルート:
テクニカル指標:
| 技術的パラメータ | 牛WGBS | ターゲット-oxBS | oxRRBSシリーズ |
|---|---|---|---|
| 原理 | 全ゲノム配列決定 | オキシサルファイト ハイスループット シーケンス | 制限酵素強化 + 重亜硫酸塩シーケンス |
| サンプルリクエスト | 2μg | 1μg | 2オンス |
| シーケンスデータ量 | 30倍 | 1-5G | 20G |
| CG現場取材 | 56m | 対象サイト | 6-10M |
| カバー範囲の深さ | 30倍 | 100倍以上 | 50× |
| エリア要素のカバレッジ | フルカバー | 標的遺伝子、標的部位 | 規制地域 |
| テクノロジーの位置付け | 全ゲノム部位の単一塩基検出、差別的に改変された部位後の遺伝子検出 | 既知のサイトの検出または検証に適しています | バイオマークのスクリーニングとメカニズムの研究 |
Yigene Technology は、DNA メチル化研究のための包括的な全体的なソリューションを提供します。
参考文献:
Vasconcelos S、Caniçais C、Chuva de Sousa Lopes SM、Marques CJ、Dória S. 胎盤の発達と妊娠結果における DNA ヒドロキシメチル化と TET 酵素の役割。臨床エピジェネティクス。2023 4 25;15(1):66。
関連書籍:
技術推奨 | 正確な DNA メチル化/ヒドロキシメチル化シーケンス (oxBS-seq)
プロジェクトのハイライト | Yigene DNA ヒドロキシメチル化 5hmC シーケンスの研究結果
プロジェクト記事｜DNA (ヒドロキシ) メチル化研究により、鉄依存性エピジェネティック制御がループス病原性 T 細胞の分化を促進することが判明